1 はじめに
セメント系タイル接着剤は現在、セメントを主セメント質材料として、粒度分布の粗骨材、保水剤、早強剤、ラテックス粉末などの有機または無機添加剤混合物で補完された特殊ドライミックスモルタルの最大の用途です。 一般的に、使用時に水と混合するだけで済みます。 通常のセメントモルタルと比較して、化粧材と基材との接着強度を大幅に向上させ、滑り止め効果と耐水性・耐水性に優れています。 主に建築内外の壁タイル、床タイルなどの装飾材を貼り付けるために使用され、内外の壁、床、浴室、キッチンなどの建築装飾場所に広く使用されています。 現在、最も広く使用されているタイル接着材です。
通常、タイル接着剤の性能を評価する際には、操作性や滑り止め性能だけでなく、機械的強度やオープンタイムにも注目します。タイル接着剤に含まれるセルロースエーテルは、滑らかな操作性、ナイフの刺さり具合など、磁器系接着剤のレオロジー特性に影響を与えるだけでなく、タイル接着剤の機械的特性にも大きな影響を与えます。
2. タイル接着剤の開封時間への影響
湿潤モルタル中にゴム粉末とセルロースエーテルが共存する場合、いくつかのデータモデルによれば、ゴム粉末はセメント水和生成物への付着力が強く、セルロースエーテルは間隙液中に多く存在することで、モルタルの粘度と凝結時間により大きな影響を与えることが示されています。セルロースエーテルの表面張力はゴム粉末よりも高く、モルタル界面におけるセルロースエーテルの濃度が高いほど、下地表面とセルロースエーテルとの間の水素結合の形成に有利となります。
湿ったモルタルでは、モルタル内の水分が蒸発し、セルロースエーテルが表面に濃縮され、5分以内にモルタルの表面に膜が形成されます。これにより、その後の蒸発速度が低下します。厚いモルタルからより多くの水が除去され、その一部が薄いモルタル層に移動し、最初に形成された膜が部分的に溶解し、水の移動によりモルタル表面にセルロースエーテルがさらに濃縮されます。
そのため、モルタル表面のセルロースエーテルの膜形成は、モルタルの性能に大きな影響を与えます。 1）形成された膜が薄すぎると2回溶解するため、水分の蒸発を抑制できず、強度が低下します。 2）形成された膜が厚すぎると、モルタル間隙液中のセルロースエーテルの濃度が高く、粘度が高いため、タイルを貼り付けたときに表面の膜が破れにくくなります。 セルロースエーテルの造膜性がオープンタイムに大きな影響を与えることがわかります。 セルロースエーテルの種類（HPMC、HEMC、MCなど）とエーテル化度（置換度）は、セルロースエーテルの造膜性、および膜の硬度と靭性に直接影響します。
3. 引張強度への影響
セルロースエーテルは、モルタルに上記の有益な特性を付与するだけでなく、セメントの水和反応速度を遅らせる効果も有します。この遅延効果は、主にセメント系中の水和反応中の様々な鉱物相にセルロースエーテル分子が吸着することによるものですが、一般的には、セルロースエーテル分子は主にCSHや水酸化カルシウムなどの水に吸着されると考えられています。化学製品においては、クリンカー本来の鉱物相に吸着されることはほとんどありません。さらに、セルロースエーテルは細孔溶液の粘度を増加させるため、細孔溶液中のイオン（Ca2+、SO42-など）の移動度を低下させ、水和反応をさらに遅らせます。
粘度はセルロースエーテルの化学的特性を表す重要なパラメータの一つです。前述のように、粘度は主に保水能力に影響を与え、フレッシュモルタルのワーカビリティにも大きな影響を与えます。しかしながら、実験的研究によると、セルロースエーテルの粘度はセメントの水和反応速度にほとんど影響を与えないことが分かっています。分子量は水和反応にほとんど影響を与えず、異なる分子量間の最大差はわずか10分です。したがって、分子量はセメントの水和反応を制御する上で重要なパラメータではありません。
セルロースエーテルの遅延効果はその化学構造に依存しており、一般的な傾向として、MHECの場合、メチル化度が高いほどセルロースエーテルの遅延効果は低下することが示されています。また、親水性置換（HECへの置換など）の遅延効果は、疎水性置換（MH、MHEC、MHPCへの置換など）の遅延効果よりも強くなります。セルロースエーテルの遅延効果は、主に置換基の種類と量という2つのパラメータによって影響を受けます。
体系的な実験により、置換基の含有量がタイル接着剤の機械的強度に重要な役割を果たすことも明らかになりました。タイル接着剤における異なる置換度のHPMCの性能を評価し、異なる硬化条件下で異なる基を含むセルロースエーテルがタイル接着剤の機械的特性に及ぼす影響を試験しました。
この試験では、複合エーテルであるHPMCを考慮しているため、2つの図を組み合わせる必要があります。HPMCの場合、水溶性と光透過性を確保するために、ある程度の吸収が必要です。置換基の含有量はわかっています。また、HPMCのゲル温度も決定し、HPMCの使用環境も決定します。このように、通常適用可能なHPMCの基含有量も範囲内にあります。この範囲内で、メトキシとヒドロキシプロポキシをどのように組み合わせて最良の効果を達成するかが、私たちの研究内容です。図2は、一定の範囲内で、メトキシル基の含有量が増加すると引き抜き強度が低下傾向にあるのに対し、ヒドロキシプロポキシル基の含有量が増加すると引き抜き強度が増加することを示しています。営業時間にも同様の効果があります。
オープンタイム条件下での機械的強度の変化傾向は、常温条件下でのそれと一致しています。メトキシル基（DS）含有量が高く、ヒドロキシプロポキシル基（MS）含有量が低いHPMCは、塗膜の靭性は良好ですが、湿潤モルタルの濡れ性には逆に悪影響を及ぼします。
投稿日時: 2023年1月9日